화학식 및 몰 질량
- 화학식: FeO
- 몰 질량: 약 71.844 g/mol
물리적 특성 산화 철(II)는 검은색의 고체 분말 형태를 띠며, 녹는점은 약 1377 °C로 알려져 있다. 물에는 거의 녹지 않는다.
화학적 특성 산화 철(II)는 염기성 산화물로, 산과 반응하여 해당 철(II)염을 생성한다. 예를 들어 염산과 반응하면 염화 철(II)를 생성한다. FeO(s) + 2HCl(aq) → FeCl₂(aq) + H₂O(l)
안정성 및 반응성 산화 철(II)는 상온에서 열역학적으로 불안정하여, 자가 산화환원 반응(disproportionation)을 통해 산화 철(II,III) (Fe₃O₄)와 금속 철(Fe)로 분해되는 경향이 있다. 이 때문에 순수한 FeO를 얻기 어렵다. 4FeO(s) → Fe₃O₄(s) + Fe(s) (대략 575 °C 이하에서) 또한, 산화 철(II)는 산소에 의해 쉽게 산화되어 산화 철(III) (Fe₂O₃)로 변할 수 있는 강한 환원제로 작용한다.
결정 구조 산화 철(II)는 염화나트륨(NaCl)과 유사한 암염(rock-salt) 구조를 가진다. 이 구조에서 철(II) 이온과 산화물 이온이 각각 팔면체 배위로 배열되어 있다. 그러나 이 화합물은 종종 비화학량론적(non-stoichiometric) 특성을 나타내어, 실제로는 Fe₁-ₓO (여기서 x는 대략 0.05에서 0.15 사이)의 조성을 가지는 경우가 많다. 이는 결정 격자 내에 철 이온의 결함이 존재하기 때문이다.
자연적 발생 및 생성 산화 철(II)는 지구 맨틀의 하부와 같은 고온고압 환경에서 뵈스티트(Wüstite) 광물 형태로 존재할 수 있다. 또한, 철을 포함하는 고온 야금 공정, 예를 들어 제강 과정의 슬래그에서 흔히 관찰된다. 순수한 형태로는 얻기 어려우며, 일반적으로 산화 철(III) (Fe₂O₃)를 일산화 탄소(CO)나 수소(H₂)와 같은 환원제로 특정 온도에서 환원시키거나, 철(II) 옥살산염(FeC₂O₄)을 불활성 분위기(예: 질소)에서 열분해하여 얻을 수 있다. Fe₂O₃(s) + CO(g) → 2FeO(s) + CO₂(g) FeC₂O₄(s) → FeO(s) + CO(g) + CO₂(g)
용도 산화 철(II)는 그 불안정성 때문에 직접적인 상업적 용도는 제한적이다. 그러나 야금학, 특히 철강 생산 공정에서 고온 환경에서의 철의 화학 반응을 이해하는 데 중요한 중간체 역할을 한다.